В экспериментах ученые продемонстрировали измерение одиночных импульсов сложной формы
длительностью более ста пикосекунд с разрешением 220 фемтосекунд, а это рекордное для таких устройств количество
отсчетов (более 450). Новый оптический осциллограф использует отдельный кремниевый чип с нановолноводом длиной полтора
сантиметра, лазер, компенсирующие световоды и другое оборудование. Но использованная технология, в принципе, позволяет
интегрировать основные компоненты оптического осциллографа в единственный чип, что сделает эти приборы легко доступными
для многих разработчиков и научных лабораторий. ГА
Графен в массы
Новый способ получения
графена предложили ученые из Калифорнийского института наносистем при Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе. Метод
хорошо подходит для массового производства и позволяет получать листы графена рекордных размеров с великолепными
электронными свойствами.
Как известно, графен - слой углерода толщиною в один атом - обладает аномально высокой
проводимостью, большой теплопроводностью и прочностью, что делает его одним из претендентов на место в электронных
устройствах будущего. Сегодня используются два основных способа получения графена, и оба плохо сочетаются с массовым
производством чипов. В первом графен тем или иным образом отслаивают от монокристаллов графита. Но после этой процедуры
довольно трудно убедиться, что получился именно монослой углерода с нужными размерами и свойствами; а ведь потом его еще
надо как-то переместить в заданное место чипа. Во втором способе листы графена получают из карбида кремния, нагревая его
до температуры более тысячи градусов. Но с помощью этого метода пока удается получать лишь небольшие образцы, к тому же
столь высокие температуры чипам явно противопоказаны.
Новый химический способ включает в себя несколько стадий.
Сначала графитовую пудру частично окисляют и расслаивают в воде, получая чешуйки так называемого оксида графита. Оксид
графита является удобной заготовкой для восстановления графена. Часть его химических связей между атомами в слое
углерода разорваны и заменены связями с кислородными комплексами. Раствор фильтруют, прогоняя через мембрану с мелкими
порами и получая на ней тонкий слой бумаги из оксида графита, которую высушивают и аккуратно снимают с мембраны. Эту
бумагу помещают в чистый гидразин (N2H4), где кислородные комплексы удаляются, плоская структура графена
восстанавливается и образуется суспензия, которую уже можно нанести на нужные места чипа, удалив затем остатки гидразина
отжигом при полутора сотнях градусов Цельсия. В результате на чипе остается чистый, готовый к использованию
графен.
Результаты превзошли все ожидания. Были получены листы графена рекордных размеров 20x40 мкм, которые
теперь можно исследовать ранее недоступными методами. Для примера ученые изготовили графеновый полевой транзистор с
длиной канала 7 мкм и измерили его параметры. Для этого на играющей роль затвора кремниевой подложке, покрытой
изолирующим слоем диоксида кремния, восстановили слой графена, а затем нанесли на его края золотые электроды истока и
стока. Такой транзистор выдерживал ток на три порядка сильнее, чем удавалось пропускать сквозь графен, получаемый
другими химическими методами. Это свидетельствует о высоком качестве материала.
В то же время листы графена пока
выходят не идеально ровными, отклоняясь от плоскости примерно на треть нанометра, что говорит о наличии примесей, над
удалением которых еще предстоит поработать. Но в целом новая химическая технология нанесения графена довольно проста и
чрезвычайно гибка. Она легко вписывается и в традиционные технологии массового производства чипов, и в новые методы
изготовления гибкой электроники. И это вселяет надежду, что новая дешевая и быстрая графеновая электроника уже не за
горами. ГА
Муравьиный ориентир
Похоже, муравьи давно знают простое и эффективное решение
проблемы пробок, и людям есть чему у них поучиться. К таким выводам пришли ученые из Дрезденского технического
университета при поддержке коллег из Канады и Венгрии.
